In hoeverre werkt de natuurkundige werking van de eerste atoombom

UU-235 is een belangrijke isotoop vanuit het perspectief van kernenergie of kernsplijting. Dat komt omdat het kan dienen als een primaire brandstof voor het wapen. Als het een neutron absorbeert, splijt het en komen er twee verschillende, kleinere atomen vrij en nog een aantal neutronen die dan weer voor een nieuwe splijting kunnen zorgen. Gemiddeld komen er 2,5 neutronen vrij na een fissie. Als die alle 2,5 weer een ander atoom raken, groeit het dus met 2,5^(aantal fissies). Dat is na 10 keer 2,5^10 = ongeveer 9500 fissies. Er komt gemiddeld 180 MeV vrij bij een splijting, dus na 10 keer is het 180 × 9500 = 1.710.000 MeV. Met één atoomkern kan je natuurlijk niet genoeg energie vrij krijgen om een bom te maken. Je hebt voor een bom dus twee dingen nodig: als eerste genoeg atomen die kunnen splijten en een manier om ervoor te zorgen dat dat gebeurt. Veel van de mogelijke splijtbare atomen gaan verloren omdat niet elk splijtbaar atoom in contact komt met een neutron dat voor de splijting zorgt. Het grootste gedeelte is dus al verspreid voordat het een neutron kan vangen en kan gaan splijten. Bij de bom op Hiroshima kon er een explosieve kracht van 500 kiloton aan TNT vrijkomen, maar er kwam maar een explosieve kracht van 15 kiloton aan TNT vrij (met één kilogram aan TNT kan je al een kleine auto opblazen). Dat is maar 3% van de explosieve kracht die vrij kon komen. Hieronder zie je hoe de bom gemaakt was. Ze gebruikten twee stukken subkritische massa’s; dat zijn bepaalde massa’s van U-235 die gemiddeld per kernsplijting tot minder dan één splijting leiden. Eén daarvan was gevormd als een kogel en de andere was als een holle cilinder gevormd. Je moet er natuurlijk bij zo’n bom wel voor zorgen dat hij niet op een tijdstip ontploft dat jij het niet wilt. Om dit te voorkomen hadden ze twee dingen geïnstalleerd. Ten eerste een timer van 15 seconden na de lancering, zodat het vliegtuig veilig kon blijven; dit was een vierde van de verwachte valtijd. De timer werd geactiveerd op het moment dat de uittrekstekkers die de bom met het vliegtuig verbonden losraakten, op het moment dat de bom begon te vallen. Daarna werd de timer gestart op een interne 24 volt-batterij. Als de timer was afgelopen, werd de barometrische trap gebruikt. Ze gebruikten deze trap om twee redenen: één, hij was niet betrouwbaar genoeg om het als definitieve meting te gebruiken omdat de luchtdruk van de omgeving kon afhangen en dus voor andere waardes kon zorgen; twee, de redundante hoogtemeters konden gebruikt worden voor het precisiewerk, alleen niet voor de grotere afstand. Dat kwam omdat deze meters beïnvloed konden worden door externe radarsignalen. De redundante hoogtemeters deden dus het precisiewerk en lieten de bom op 580 meter hoogte ontploffen. Op het moment dat de hoogtemeters de 580 meter hoogte maten, sloot de afvuurschakelaar en werden de drie BuOrd Mk15-ontbranders geactiveerd; dit zijn de ontstekers van het kanonmechanisme die de lading activeerden. Dat waren vier zijden buskruitzakken die allemaal 910 gram aan WM-gesleufde buiscordiet bevatten. Het gesleufde zorgt ervoor dat de stuwkracht voorspelbaarder wordt, de buisvorm zorgt vooral voor een gecontroleerde drukopbouw en het cordiet is simpelweg een ontploffingsmateriaal dat vaker wordt gebruikt in het leger. Het is te vergelijken met buskruit, maar dan moderner en krachtiger. Ze kozen 580 meter omdat dit zou zorgen voor maximale schade. (Little Boy, 2026) Standaardexplosieven (‘conventional explosives’) schoten dus de ‘kogel’ (‘uranium bullet’) in de ‘cilinder’ (‘uranium target’). Daardoor vormen de twee subkritische massa’s één superkritische massa; dat is een bepaalde massa van U-235 die gemiddeld per kernsplijting tot meer dan één splijting leidt. Dat zorgt ervoor dat er een kettingreactie ontstaat die steeds groter wordt. (Hellman, 2025) (Wikipedia Little Boy, 2026) (Wikipedia, 2026) (Henke, 2025)